Telemark har fostret mange kjente idrettsutøvere gjennom årene. Den aller mest kjente av dem er antakelig Sondre Norheim, som ble født i Morgedalen. Han var den store pioneren innen den moderne skisporten.

Han var en dyktig slalåmkjører, og hjalp til å utvikle nytt utstyr, blant annet stive bindinger rundt hælene. Disse bindingene gjorde at man kunne svinge og hoppe på ski, uten at skiene falt av. Norheim utviklet også ski med innsvingte sider, som ble kjent under navnet telemarksski. Sondre Norheim behersket både langrenn og hopp, i tillegg til slalåm, og var en unik skiløper. Han var husmann og tømmermann i Kviteseid, før han flyttet til USA i 1884, og tilbrakte resten av livet der.

Snøbrettkjøreren Terje Håkonsen er fra Vinje. Han dominerte fristilkjøringen på 1990-tallet, og sikret seg tre VM-gull og fem EM-gull, i tillegg til tre gullmedaljer i det åpne amerikanske mesterskapet i halfpipe.

Fotballspilleren Jan Gunnar Solli er fra Arendal. Han har spilt for klubbene Treungen, Odd Grenland, Rosenborg, Brann, New York Red Bulls og Vålerenga. Han har hatt suksess i den norske Tippeligaen, og nå spiller han for Hammarby i svenske Superettan. Laget ligger for tiden på andreplass på tabellen, og i følge de lave oddsene ser laget ut til å ha gode sjanser til å ta seg opp til Allsvenskan til neste sesong.

Kombinertutøveren Magnus Krog er fra Porsgrunn. Han debuterte internasjonalt i B-verdenscupen i 2005, og sikret seg tredjeplass sammenlagt sesongen 2007/08 og andreplass sammenlagt sesongen 2010/11. Laget han var på tok bronsemedalje i Junior-VM i 2007, og han debuterte i verdenscupen i 2008. Den første verdenscupseieren hans kom i 2011, og i VM i 2013 var han på det norske laget som tok sølv i lagkonkurransen i VM. Under Vinter-OL i 2014, tok Krog bronsemedalje i åpningsøvelsen, før han var med på laget som vant olympisk gull på lagkonkurransen.